基于封端嵌入多组态相关波函数理论的金刚石NV色心光学性质
量子物理
2026-03-23 v1 材料科学
强关联电子
摘要
金刚石缺陷是最有前途的量子比特之一。通过精确的量子力学模拟对其性质进行建模，可以促进其发展为稳健的信息单元。我们采用最近发展的封端密度泛函嵌入理论（capped-DFET）结合多组态n电子价态二阶微扰理论，来表征金刚石中已被充分研究的带负电的替代式N缺陷与相邻空位（V）形成的复合体（NV）在不同自旋流形下的电子激发能。我们成功复现了NV三重态和单重态的垂直激发能，误差小于0.1 eV。与其他嵌入方法不同，capped-DFET展现出稳健的预测能力，其结果近似独立于嵌入团簇的尺寸：它仅要求团簇包含缺陷原子及其最近邻原子（小至40个原子的封端团簇即可）。此外，我们的方法不受带电缺陷间缓慢收敛的库仑相互作用的影响，因此对超胞尺寸的依赖性也很弱。
引用
@article{arxiv.2505.01250,
title = {Optical properties of a diamond NV color center from capped embedded multiconfigurational correlated wavefunction theory},
author = {John Mark P. Martirez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01250},
year = {2026}
}